基于VHDL语言的数字钟设计.docx
信息与通信工程学院数字电路与逻辑设计班实验题目：基于VHDL语言的数字钟设计级：姓名：学号：日期：指导教师：一 .摘要数字钟是一个将"时"、“分"、“秒"显示于人的视觉器官的计时装置。它的根本功能是计时，计时周期为24小时，显示满刻度23时59分59秒：或者计时周期为12小时并配有上下午指示，显示满刻度为11时59分59秒，通过六个七段数码管显示出来。本实验主要在理论分析和具体的软硬件实现上，基于VHDL语言编写源代码，使用软件QuartusII进行处理，再配合具体电路连接，实现一个多功能的数字钟。关键词：数字钟；VHDL语言；七段数码管二 .设计任务要求设计实现一个数字钟。1.24小时制,显示刻度从0:0:0到23:59:59。2.12小时制,显示刻度从0:0:0到11刻9:59。3.12/24小时制可切换，12小时制下上下午有不同显示（上午发光二极管不亮，下午发光二极管亮）。4 .可手动校对时间，能对时和分进行校正。5 .整点报时功能。6 .闹铃功能，可设置闹铃时间，当计时到预定时间时I蜂鸣器发出闹铃信号，闹铃时间为5秒，可提前终止闹铃。7 .可认为设置时间为倒计时模式8 .可切到屏保模式，六个数码管显示为“supper"字样。三.设计思路和总体设计框图1.设计思路程序设计主要分为四个模块，第一局部，做分频器，分出一秒的时钟用来计数，再分出一个中频时钟用来扫描显示数码管，我选择的频率是50kHZ;第二局部，做计数器，秒随时钟沿计数进1,分钟随着秒计数60次进一，而小时，由于有12/24小时制的切换，时的计数有两个信号来进行,一个信号hourl是分60进一在0到23循环计数,另一个信号hour2是分60进一在0到11循环计数；第三局部，做扫描显示六个七段数码管，通过选通信号6矢量Cat来依次使六个数码管亮，数码管每两位对应相应的时分秒；第四局部，其他输入输出单元，比方数字钟的时间修正，闹铃等, 设计的关键是做好计数器和数码管显示,2.总体设计框图这些都是基于前三个局部，做起来难度不大。 这是本实验最核心的局部。6数码管显示时钟，带调时功能，能设置闹钟，闹钟响可人为停止，整点报时，12/24小时制手动切换，可人为设置时间为倒计时，并修正了一个11:59:59(或23:59:59)跳变到00:00:00的bug(即11:59:59跳变到00:00:00时会先跳到11:0():00再跳到00:00:00的错误)，缺乏是防抖动设计缺少经验。madebysupperlibraryiecc;useieee.std_logic_1l64.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entitymemclockisport(clk:inStdOgic;mfix,hfix:instd_logic;change:instd_logic;Iastinstd_logic;Id0:outStd_JOgic;name:instd_logic;alaim:instd_logic;cat:OUtstd_logic_vector(5downtoO);SPk:oiItStdogic;Iightroutstd_logic_vector(6downto0);endmenclock;architecturebehaveofmcmclockissignaltemp:integerrangeOto15;SignaljzintegerrangeOto5;Signalclkl,clk2:std_logic;signalDiinuteiintegerangeOto59;signalSecondrintegerrangeOto59:signalhourthourlHntegerrangeOto23;signalhour2HntegerrangeOto11;signalh,hl,m,ml,s,sl!integerrangeOto15;signalImpkintegerrangeOto499999999;signaltp2:integerrangeOto999;Signalho:integerrangeOto23;signalmin:integerrangeOto59;beginpO:process(clk)beginif(clk,eventandclk=,)theniftmp1=49999999thentmp1<=0;elsetmp1<=tmp1+1;endif;if(tmp2=999)thentmp2<=O;elsetmp2<=tmp2+1;endif;endif;endprocess;p5:process(tmpl)beginiftmp1=49999999thenclkl<='elseclkl<='0,;endif;iftp2=999thenclk2<=T;elseclk2<=,O,;endif;endprocess;pkprocess(clkl)beginif(clkeventandclkl=,)thenif(last-)thenbacktothetimeif(second=0)thensecond<=59;if(minute=O)thenminute<=59;hourl<=hour1-1;if(hour1=0)thenhourl<=23;endif;hour2<=hour2-1;if(hour2=0)thenhour2<=l1;endif;elseminute<=minute-1;endif;elsesecond<=second-1;endif;elseif(second=59)thennormaltimerulessecond<=0;if(minute=59)thenminute<=0;hourl<=hour1+1;if(hourl=23)thenhourl<=0;endif;hour2<=hour2+1;if(hour2=ll)thenhour2<=0;endif;elseminute<=minute+l;endif;elsesecond<=second÷1;endif;endif;if(change='1,)then-12/24stylechangeif(hour2=23andminute=59andsecond=59)thenhour<=0;elsehour<=hour2;endif;if(hourl>ll)thenldO<=T;elseldO<=,O,;endif;ElseIf(hour1=23andminute=59andsecond)thenhourl<=0;elsehour<=hourl;endif;ldO<=,O,;endif;if(alarm=,0')thenalarmclockif(mfix-)thenminutechangeif(minute=59)theninute<=O;elseminute<=minLite+l;endif;endif;if(hfix-)then-hourchangeif(hourl=23)thenhourl<=0;elsehourl<=hour1+1;endif;if(hour2=ll)thenhour2<=0;elsehour2<=hour2+l;endif;endif;elseif(mfix=,1,)thenalarmminchangeif(rnin=59)thenmin<=0;elsemin<=min+l;endif;endif;if(hfix-)then-alarmhochangeif(ho=23)thenho<=0;elseho<=ho+1;endif;endif;endif;if(minute=Oandsecond<3)thenrighttimeringspk<='elsif(minute=minandhour=hoandsecond<5)thenalarmclockif(alarm=,)thenspk<=,O'elsif(alan=,O')thenspk<='endif;elsespk<=,O'endif;endif;endprocess;p2:process(clk2)encoderbeginif(clk2,eventandCIk2=T)thenif(j=5)thenj<=0;elsej<=j+l;endif;if(alarm=,0,andnamc=,0,)thenshowalarmtimehO<=(hour-h1)/10;Hl<=hourrem10;M0<=(minute-ml)10;M1<=minuterem10;S0<=(second-s1)/10;Sl<=secondrem10;elsif(alan='andname='0,)thenh(K=(ho-hl)10;H1<=horem10;M(R=(min-ml)10;Ml<=minrem10;S(X=0;SK=O;elsif(name<='l,)thenh(R=10;hl<=ll;m<=12;ml<=13;s<=14;sl<=15;endif;casejiswhenl=>cat<-'01Illl,temp<=hl;when2=>cat<-,101111'temp<=m;when3=>cat<="110111”;IemP<=m1;when4=>cat<=nIllOll,temp<=s;when5=>cat<="111101”;IemPV=SI;whenO=>cat<=nHll10'temp<=h0;endcase;CasetempisWhen0=>light<="1111110,-,Whenl=>light<="0110000hj-'When2=>light<="110110-,2When3=>light<="111100-,3,When4=>light<="011001-,4,When5=>light<=,1011011r-,5,When6=>Iight<="101111-,6,When7=>light<="1110000,r-TWhen8=>light<="l111111”;-8When9=>light<="111001,-,9,when10=>light<=,t1011011"when1l=>light<=',0111110;when12=>light<="1100111”；when13=>light<=°1100111,;when14=>light<="1001111”；when15=>light<=M111011,;whenothers=>light<="OOOOOOO"Endcase;endif;endprocess;
